分析 (1)導(dǎo)體棒在斜面導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)只有重力和阻力做功,根據(jù)動(dòng)能定理求得導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度,導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)導(dǎo)體棒平拋的水平位移和豎直高度,求得導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)時(shí)的速度即可;
(2)根據(jù)q=△∅R,由流量導(dǎo)體棒截面的電荷量和回路的總電阻求得導(dǎo)體棒在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的位移s,再根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,導(dǎo)體棒減小的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為回路產(chǎn)生的焦耳熱,一部分克服摩擦力做功.
解答 解:(1)設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小分別為v1和v2
由動(dòng)能定理有:mgh-μmgcosθ×\frac{h}{sinθ}=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}
解得:v1=\sqrt{\frac{2gh(sinθ-μcosθ)}{sinθ}}
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知:x=v2t
H=\frac{1}{2}g{t}^{2}
解得:{v}_{2}=x\sqrt{\frac{g}{2H}}
(2)設(shè)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移為s,則由法拉第電磁感應(yīng)定律有:
E=\frac{△∅}{△t}=\frac{B△s}{△t}=\frac{Bls}{△t}
q=I△t
I=\frac{E}{2R}
可得:s=\frac{2qR}{Bl}
根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定得:
\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}=μmgs+Q
解得:Q=mg(h-\frac{μhcosθ}{sinθ}-\frac{{x}^{2}}{4H}-\frac{2μgR}{Bl})
答:(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小分別為:\sqrt{\frac{2gh(sinθ-μcosθ)}{sinθ}}和x\sqrt{\frac{g}{2H}};
(2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,回路產(chǎn)生的焦耳熱為mg(h-\frac{μhcosθ}{sinθ}-\frac{{x}^{2}}{4H}-\frac{2μgR}{Bl}).
點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵一是根據(jù)物體的受力和做功分析由動(dòng)能定理求得導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度,第二要掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,能根據(jù)平拋的射程和下落高度求得平拋的初速度,再有是根據(jù)平均電流求解流過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量即q=\frac{△∅}{R},能據(jù)此反推由電荷量求得導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的距離.本題難度不大,但涉及知識(shí)點(diǎn)較多,得全分不易.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 如果沿圓軌道運(yùn)行,那么利用引力常量G、軌道半徑r和公轉(zhuǎn)周期T這些物理量,可以計(jì)算地球質(zhì)量M | |
B. | 如果沿圓軌道運(yùn)行,那么高地球表面越遠(yuǎn)的衛(wèi)星,其運(yùn)動(dòng)的角速度也越大 | |
C. | 如果沿橢圓軌道運(yùn)行,在軌道不同位置不可能具有相同的速率 | |
D. | 沿不同軌道經(jīng)過(guò)北京上空的兩顆衛(wèi)星,它們的軌道平面一定會(huì)重合 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 帶電油滴將向下偏轉(zhuǎn) | |
B. | 帶電油滴將繼續(xù)沿水平虛線運(yùn)動(dòng) | |
C. | 帶電油滴最終運(yùn)動(dòng)到極板時(shí)的動(dòng)能大小為\frac{1}{4}mgd+\frac{1}{2}mv02 | |
D. | 帶電油滴最終運(yùn)動(dòng)到極板時(shí)的動(dòng)能大小為\frac{5}{12}mgd+\frac{1}{2}mv02 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 前2s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度和加速度都相同 | |
B. | 前2s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài) | |
C. | 最后2s內(nèi)貨物只受重力作用 | |
D. | 第2s末至第6s末的過(guò)程中,貨物的機(jī)械能守恒 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 只有處于液態(tài)和氣態(tài)的物體才能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象 | |
B. | 一定量的氣體,從外界吸收熱量2.7×105J,內(nèi)能增加4.3×105J,則該過(guò)程中外界對(duì)氣體做功1.6×105J | |
C. | 動(dòng)能大的物體比動(dòng)能小的物體溫度高 | |
D. | 有無(wú)固定的熔點(diǎn)是區(qū)別晶體和非晶體的基礎(chǔ)特征之一 | |
E. | 氣體壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度 | |
B. | 衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度 | |
C. | 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度 | |
D. | 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小球的角速度ω=\sqrt{\frac{a}{R}} | B. | t時(shí)間內(nèi)小球通過(guò)的路程S=t\sqrt{aR} | ||
C. | t時(shí)間內(nèi)小球轉(zhuǎn)過(guò)的角度φ=\sqrt{\frac{tR}{a}} | D. | 小球運(yùn)動(dòng)的周期T=2π\sqrt{\frac{R}{a}} |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 第2s末質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量最大 | |
B. | 第4s末,質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn) | |
C. | 在0~2s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)的功率先增大后減小 | |
D. | 在1~3s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)的沖量為0 |
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